Stapsgewijze gids voor het bouwen van een betrouwbare gelijkrichter voor voedingssystemen

Veel apparaten gebruiken gelijkrichters om voedingssystemen zoals windturbines aan te passen en te verbeteren. Als u wilt leren hoe u een gelijkrichter maakt, hoe het werkt en een gedetailleerde handleiding zoekt, dan leest u het juiste artikel. Het concept van de gelijkrichter is niet ingewikkeld: het is een slimme verwevenheid van diodes en elektrische stromen. U kunt er binnen enkele minuten een maken. We maken het u nog makkelijker.

Klaar? Laten we beginnen!

Wat is een gelijkrichter?

Gelijkrichters zijn diodes die wisselstroom (AC) omzetten in gelijkstroom (DC). Met andere woorden: gelijkrichters nemen een wisselspanning en transformeren deze in een hoge-kwaliteit gelijkspanning.

Volle brug gelijkrichter symbool

Wisselstroom heeft een regelmatige omgekeerde stroomrichting, terwijl gelijkstroom slechts in één richting vloeit. Gelijkrichters corrigeren de omgekeerde stroom van de AC en laten de stroom in één richting vloeien, zoals de stroom die gegenereerd wordt door windturbines.

De meeste telecommunicatieapparatuur heeft DC-ingangsvoeding nodig om correct te functioneren. Toch draait dergelijke apparatuur meestal op AC-spanning als netspanning. Daarom gebruiken ze meerdere gelijkrichters om AC om te zetten in een DC-voeding voor de werking. Een gelijkrichter is ook toepasbaar op elektronische apparaten die DC-voeding nodig hebben.

Gelijkrichters zijn zo belangrijk dat het gebruik van de verkeerde uw kansen kan vernietigen om het gewenste systeem te configureren. De gelijkrichter is als het hart van een elektrisch voedingssysteem. Het helpt u de beste oplossingen voor elke toepassing te krijgen. Met gelijkrichters kunt u uw voedingssysteem eenvoudig configureren en een geschikte vermogenswaarde krijgen zonder alles opnieuw te hoeven bouwen.

Typen gelijkrichters

Nu we weten dat de gelijkrichter een cruciaal component is voor netwerksystemen, moeten we dieper duiken om te begrijpen welk type gelijkrichter u voor uw project nodig hebt. De selectie van de juiste actieve gelijkrichters hangt af van de toepassing, omdat gelijkrichters voorwaardelijk zijn aan de vermogensapparaten die u wilt gebruiken of maken.

Er zijn verschillende categorieën gelijkrichters, gegroepeerd in paren. Laten we deze categorieën bekijken om te begrijpen welke gelijkrichter u voor uw projecten moet gebruiken.

Halfgolf- en Volgolf-gelijkrichters

De halfgolf-gelijkrichter is het eenvoudigste gelijkrichtercircuit om te bouwen. Het zet slechts de helft van de AC-cyclus van de AC-invoervoeding om in DC-uitgangsspanning.

Het laat slechts één half-cyclus van de AC-toevoer toe en blokkeert de andere helft. Dit noemt men halfgolf-gelijkrichting. U kunt een positieve of negatieve half-cyclus hebben. Het voordeel: de halfgolf-gelijkrichter vereist slechts één gelijkrichterdiode.

Bekijk het onderstaande diagram:

Halfgolf-gelijkrichters circuitdiagram

Dit diagram toont positieve halfgolf-brug-gelijkrichters met een hoge rimpelfactor. De rimpelfactor is hoog vanwege de spanningpuls van de gelijkstroom. Half-golf gelijkrichting is daarom niet erg efficiënt, want u hebt filters nodig om de rimpelfactor te verminderen.

Opmerking: Een negatieve halfgolf-gelijkrichter zou de diode in de tegenovergestelde richting hebben.

Aan de andere kant zet een volgolf-gelijkrichter de complete cyclus (zowel positieve als negatieve cyclus) van de AC-toevoerspanning om in pulserende DC-uitgangsstroom. Dit heet volgolf-gelijkrichting. Het volgolf-gelijkrichtercircuit gebruikt een middenaftakkingstransformator die over het midden van de secundaire wikkeling van de transformator is aangesloten.

De middenaftakkingstransformator scheidt de AC-invoer in twee zijden: negatieve en positieve spanning.

Daarom is de volgolf-gelijkrichter veel efficiënter, met een lagere rimpelfactor. Omdat beide cycli geconverteerd worden, zorgt dit circuit ervoor dat er geen signalen verspild worden.

Bekijk bijvoorbeeld het onderstaande diagram:

Volgolf-gelijkrichter diagram

Enkelfase- en Drie-fase Brug-gelijkrichter

Enkelfase-gelijkrichtercircuits gebruiken een invoer van enkelfase AC-vermogen. Ze hebben een eenvoudige structuur die slechts één, twee of vier diodes vereist, afhankelijk van het systeem dat u bouwt.

Enkelfase half-gestuurde gelijkrichter met brug-semiconductors

Bron: Wikimedia commons

Deze gelijkrichters leveren slechts een kleine hoeveelheid blindvermogen met een lagere transformator-gebruiksfactor.

Bovendien kunt u de diode alleen verbinden met de ene-fase transformator secundaire wikkeling, wat een hoge rimpelspanning veroorzaakt.

Net als bij enkelfase-gelijkrichters, accepteren drie-fase brug-gelijkrichters invoer van drie-fase AC-vermogen als hun 3-fase spanningsbron.

Bron: Wikimedia Commons

Dergelijke structuren vereisen drie of zes diodes voor de werking. U kunt de diode aan elke fase van de secundaire wikkeling van de transformator verbinden. De drie-fase brug-gelijkrichter vervangt meestal enkelfase-gelijkrichters om de rimpelspanning van de uitgangsstroom te controleren.

Waarom?

Omdat een drie-fase brug-gelijkrichter hoge hoeveelheden vermogen kan leveren voor grote systemen. Bovendien zijn geen extra filters nodig om de rimpelfactor te verlagen.

Ongestuurde en Gestuurde Gelijkrichters

Gestuurde gelijkrichters met Thyristor-brug

Eenvoudig gezegd: ongestuurde gelijkrichters gebruiken alleen diodes om vermogen om te zetten. Gestuurde gelijkrichterscircuits zijn uitgerust met thyristors om de DC-uitgangsspanning van vermogensapparaten te regelen.

Brug-gelijkrichters

De standaard brug-gelijkrichters zijn de meest gebruikte gelijkrichtercircuits in deze lijst.

Waarom? Omdat ze brug-gelijkrichting uitvoeren. Een typisch brug-gelijkrichtercircuit gebruikt een lastweerstand en vier of meer diodes om gelijkstroom te leveren aan de componenten van een voedingssysteem.

De vier diodes van de brug-gelijkrichter zijn in serie geschakeld, zodat de diodes in paren werken. Het eerste paar laat een goede stroomniveaus door vanuit de positieve half-cyclus, terwijl het andere paar stroom levert vanuit de negatieve half-cyclus.

Diagram van brug-gelijkrichters

Opmerking: Brug-gelijkrichtercircuits werken niet zoals halfgolf-gelijkrichters of drie-fase gelijkrichters. Brug-gelijkrichters laten zowel positieve als negatieve spanningscycli van de AC-ingangsspanning toe. Bovendien is een middenaftakkingstransformator niet nodig.

DIY Gelijkrichtercircuit: Hoe een gelijkrichter te maken?

Zoals eerder besproken, zijn er verschillende gelijkrichtercircuits, toepassingen van gelijkrichters en verschillende stroomwaarden.

We laten u zien hoe u een brug-gelijkrichtercircuit maakt.

Het is vrij eenvoudig om een brug-gelijkrichtercircuit te maken, en u kunt het in drie eenvoudige stappen doen.

Hier zijn de stappen voor een eenvoudig brug-gelijkrichterontwerp:

Stap 1: Verzamel uw materialen

Hier zijn de essentiële componenten die u nodig hebt:

• Draadbruggen (1)
• 1N4007 gelijkrichterdiodes (4)
• Elke last naar keuze (ventilator, gadget, LED, etc.)

Stap 2: Brugconfiguratie

De diode laat de stroom van de bron in één richting vloeien en blokkeert de omgekeerde richting.

Om uw diodes in te stellen, moet u:

1. Selecteer twee van de vier 1N4007 diodes en maak een "L"-vorm met de kathodes van de twee diodes (de uiteinden met witte banden).
2. Doe hetzelfde met de andere twee diodes erboven, maar maak nu een "L"-vorm met de anoden van de diodes (de uiteinden zonder banden).
3. Verbind de sets van de gemonteerde diodebruggen in een doosvorm, zoals in het diagram van de brug-gelijkrichter hierboven, aan de positieve en negatieve terminal.

Na de montage heeft u een complete brug-gelijkrichter.

Stap 3: Onderzoek en test uw circuit

Zorg ervoor dat de diodes correct zijn aangesloten. Zorg ook dat u de DC-uitgangsdraden aan DC en de AC-ingangsdraden aan AC koppelt. Controleer tot slot uw eenvoudige brug-gelijkrichtercircuit om te zien of het goed werkt.

Afsluitende woorden

Dat was alles wat u moet weten over het maken van een gelijkrichter.

Samengevat: gelijkrichters zijn een essentieel component bij het maken van een voedingssysteem voor uw engineering-project, vooral als u een positieve uitgangsvermogen nodig hebt.

Hopelijk hebben we het u makkelijker gemaakt door de verschillende typen gelijkrichters op te sommen. We hebben ook getoond hoe u het meest gebruikte gelijkrichterontwerp kunt maken.

Tot slot een klein advies: test altijd de DC-uitgangsspanning van uw gelijkrichtercircuit met een digitale multimeter voordat u enige laststroom toevoegt.

Als u meer informatie nodig heeft over het gelijkrichterontwerp en hoe u er een kunt maken, neem dan gerust contact met ons op, en we helpen u graag.